超细水泥在灌注桩桩底沉渣处理的应用

超细水泥在灌注 桩桩底沉渣处理的应用

孙文英

深圳市宝安区住房和建设事务中心

[摘要]桩底沉渣厚度是灌注桩质量的一项重要检测指标，采用高压注浆方式在处理灌注桩桩底沉渣问题已较成熟，但往往因选用的水泥标号及水灰比等原因造成处理效果不理想，导致工程桩不满足设计要求而重新补桩。文章结合工程实际，采用超细水泥基作为灌浆料处理灌注桩桩底沉渣，通过抽芯验证，强度满足要求，效果良好，为类似工程提供借鉴和参考。

[关键词] 超细水泥、高压注浆、桩底沉渣、水灰比

一、工程概况

某展大厦项目位于宝安区，地下四层，地上32层，框架-剪力墙结构，桩基础为灌注桩，采用钻（冲）孔工艺，混凝土的强度等级C45 P8，桩径有Ø1200、Ø1400、Ø1800、Ø2200四种，分为P1、P2、P3、P4共4种桩型。桩底持力层均为微风化花岗岩。具体设计成桩构造要求和持力层详下表所示：

二、工程桩基检测情况及钻芯结果显示：

根据《深圳市桩基检测规范》，项目工程桩采用小应变和超声波进行桩身完整性检测，采用抽芯法检测桩身缺陷、混凝土强度、桩长、桩底沉渣厚度、鉴定桩端持力层岩土层性质，桩身完整性检测显示均为I、Ⅱ类桩，抽芯结果显示3根桩沉渣厚度不符合规范要求，具体情况如下：

ZKB05桩抽芯四孔，桩径1.8米，桩长20.6米，桩底入微风化0.9米，桩底存在沉渣为28.5cm；

ZKB07桩抽芯三孔，桩径2.2米，桩长13.56米，桩底入微风化0.9米，桩底沉渣为29cm；

ZKB20桩抽芯三孔，桩径2.2米，桩长19.41米，桩底入微风化1.11米，桩底沉渣为32.5cm。

三、缺陷部位处理方案

经各方建设主体讨论开会，一致同意对KB05、ZKB07、ZKB20三根缺陷桩采用高压旋喷切割，孔底注浆、孔口压力灌浆方法对桩底沉渣进行处理。

采用高压水对桩底缺陷部位上、下部分进行高压旋喷（定喷）切割，使其桩底沉渣物被削落，并通过高压清水旋转喷射清洗将泥浆及颗粒物清洗出桩外，然后采用超细水泥基灌浆料（MFC-特01）配制注浆液，下到桩底部进行反向注浆，替换出桩孔内的清水，在通过压力注浆的方法使其与砼体及持力层紧密相连，从而达到处理桩底缺陷的目的。

1）主要材料

注浆液：采用超细水泥基灌浆料（MFC-特01）配制注浆液，水灰比0.4~0.45，按着先稀后浓的原则配制浆液。

2）主要施工机具

高压泵（压力35MPa）1台套、钻机（钻芯、旋喷两用）,1台套、空气压缩机1台、配浆箱1个、钻杆及高压胶管喷射器等一批。

3）施工主要参数

序号	项目		数量	单位
1	清水旋喷	喷射压力	20～26	MPa
		排量	75～90	L/min
		旋转速度	10～28	r/min
		提升速度	10～15	cm/min
2	旋喷注浆	喷射压力	23～26	MPa
		排量	60～75	L/min
		旋转速度	15～20	r/min
		提升速度	5～10	cm/min

4）钻孔布置

采用钻芯已有钻孔，现场钻孔取芯已至缺陷部分以下50cm，已查明缺陷位置和范围。

2、施工工艺流程

定位钻孔→预埋孔口管→高压清水旋转喷射清洗→压风机气举清渣→缺陷段高压注浆（自密实混凝土）→孔口补浆→孔口压浆。

1）定位钻孔

本项目桩已由桩基检测单位进行了钻孔的抽芯，钻孔位置均匀分布，不再重新钻孔。

2）高压清水旋转喷射清洗

从各孔中分别放下高压喷射器，在各桩端持力层缺陷段上下往复进行高压旋转喷射切割清洗，切割清洗范围自缺陷段上下各增加0.5m。喷射清洗时喷管提升速度为10cm／min，旋进速度为20转/min，一孔进行切割清洗而另一孔有水溢出时可认定缺陷部位已打通，可换另外二孔，直至3个孔全部打通。钻孔之间连通后，压入清水利用水循环将废渣排出桩身，当出水口的水由浊变清时，再换其它孔轮流处理，直至所有的孔水流都为清水时，切割清洗工作结束。

3）放置高强钢筋

为增强桩整体性，清洗完毕后，从各孔中分别放下1根直径40mm（PSB1080)预应力混凝土用高强度螺纹钢筋，钢筋下放至桩底。

4）高压注浆

切割清洗完成后，用高压水泥浆在缺陷段范围内，往复进行高压喷射，使各桩缺陷段的碎石、岩块、中粗砂与水泥浆液充分搅拌混合。喷浆时以孔口返浆浓度与进浆浓度基本一致，即可停止喷浆。

3. 浆液用量的计算

注浆时根据现场实际情况，以二次返浆至孔口为标准，注浆压力由现场试验确定。配制浆液，注浆材料要保证质量，并随时测量浆液的比重，保证浆液浓度达到设计要求。浆液应通过14×14～18×18目筛孔，以免混入水泥袋屑或其他杂物。配制浆液应在初凝时间内用完，不得隔日使用或掺水泥后再用。

4、注浆压力控制

注浆压力不能超过持力层的地基强度和桩身混凝土的抗压强度，本标段桩基均为嵌岩桩，注浆压力为7～10Mpa，压浆稳定压时间8～12min。

5、注浆终止条件

喷射注浆压浆施工，要严格按设计参数要求，喷射浆液要多孔轮换进行，待孔口返出浆液与注入浆液一致后才能关闭孔口开关，对于桩底注浆，注浆量达到计算注浆量后，即可停止注浆，或注浆压力增加2～3MPa，稳压5min后压浆阻力仍然很大时即可停止注浆。当桩顶另一钻孔中冒浆也且浓度与注浆液一致时可立即停止注浆，表明注浆已满足要求。

四、处理效果检测情况

（1）在处理完成28天后，重新进行检测。采用二次取芯验证，检测钻孔避开注浆孔位，每桩抽检，具体检测结果如下：

部分芯样检测对比

ZKB05芯样照片

ZKB07芯样照片

ZKB20芯样前后对比

5. 结论

1. 超细水泥注浆液高强早强，其抗压、粘结等物理力学性能远优于普通水泥基灌浆料。

2. 超细水泥注浆液与普通水泥浆液相比，具有渗透性能强；超细水泥的比面积远大于普通水泥，其化学活性好，固化速度快，结石强度高;超细水泥分散性大，其抗离析性能强，沉淀少等特点；因此采用超细水泥浆进行灌注桩桩底沉渣处理，其强度远远大于普通水泥浆，桩端承载力也显著提高。

参考文献

1、基桩质量检测技术 陈凡 徐天平等 中国建筑工业出版社 2014-08

2、建筑工程质量通病防治手册 彭圣洁 中国建筑工业出版社2014-10

3. 深圳市建筑基桩检测规程 深圳市住房和建设局 2015-03

4. 建筑地基基础检测规范 广东省住房和城乡建设厅 2019-09

5. 桩基与深基坑支护技术进展 沈保汉 知识产权 出版社 2006-12

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